[发明专利]一种基于三维降噪的视频序列自适应宽动态调整方法

说明书

技术领域

本发明属于视频技术领域，尤其涉及一种视频的自适应宽动态调整的方法。

背景技术

在进行视频录像时，如果场景中有较亮的区域，而且如果这个较亮的区域被选择做为自动曝光控制AE(Auto-exposure，自动曝光)的参考区域时，则会让曝光时间缩短，而导致其他区域的亮度较低，这样整张图片看起来亮的地方太亮，而暗的地方太暗，细节很不清晰。因此需要将太暗和太亮的地方的动态范围拉大，使画面看起来清晰自然，这个处理过程通常称作为HDR(high dynamic range，宽动态调整)。

现有的处理这种情况的方法有以下两种：

第一种是基于两次曝光的方法，即一次用较长时间曝光，使暗处清晰；一次采用较短时间曝光，使亮处清晰，然后再将两次曝光图像用数字信号处理方式进行融合。这种方法对硬件要求较高，并且会导致视频的帧率较低。

第二种方法是：对每张图像都只曝光一次，然后对单张图片进行HDR调整。具体的调整方法是：根据每个点的亮度计算曝光补偿量，然后根据像素点RGB值和曝光量的一种对数关系求得RGB通道各自的曝光量，然后曝光量加上曝光补偿量得到补偿后的曝光量，最后根据补偿后的曝光量求得补偿后的RGB值。这种方法的缺陷在于：每个像素进行曝光补偿时采用原始像素值来计算曝光补偿量，由于在低照度下，噪声的幅值相对于有效信号值比较大，因而在将比较暗的地方动态范围拉大的时候，噪声同时被放大了，导致HDR后的图像看起来噪声比原始图像更加厉害，并且根据人为的设定一个曝光补偿等级进行曝光补偿，不能自适应调整图像补偿等级。

因此，视频技术领域急需一种能够解决视频图像背光、或者图像中有很亮区域而导致图像主体曝光不足的问题、对硬件要求低、处理效果好、自适应的视频宽动态调整的方法。

发明内容

为弥补现有技术的不足，克服现有宽动态调整硬件要求高、调整效果差的缺陷，本发明提供一种基于三维降噪的视频序列自适应宽动态调整方法，技术方案如下：

一种基于三维降噪的视频序列自适应宽动态调整方法，其特征在于，包含如下步骤：

步骤1：自适应地识别场景是否需要宽动态调整，若是，则继续执行步骤2和步骤3；

步骤2：图像降噪；

步骤3：动态范围调整。

如上的一种基于三维降噪的视频序列自适应宽动态调整方法，其中，该步骤2图像降噪的方法包含：

步骤21：空间域降噪；

步骤22：时间域降噪。

如上的一种基于三维降噪的视频序列自适应宽动态调整方法，其中，该步骤21空间域降噪的方法包含如下步骤：

步骤211：求局部区域的均值；

步骤212：求局部区域的均方差；

步骤213：根据均方差来判断区域的属性是否为平滑区域；

步骤214：如果为平滑区域，则进行低通滤波。

如上的一种基于三维降噪的视频序列自适应宽动态调整方法，其中，该步骤22：时间域降噪的具体方法包含如下步骤：

步骤221：运动估计，以前一帧为参考帧，寻找当前帧中的每个块的运动矢量；

步骤222：对当前帧中的每一个块的运动矢量进行中值滤波；

步骤223：用中值滤波后的运动矢量进行运动补偿，得到参考帧；

步骤224：利用参考帧，对当前帧进行时间上的自适应低通滤波。

如上的一种基于三维降噪的视频序列自适应宽动态调整方法，其中，该步骤3动态范围调整的方法包含如下步骤：

步骤31：计算各通道的曝光量；

步骤32：根据每个点的RGB值计算出相应的亮度分量；

步骤33：计算曝光补偿；

步骤34：计算补偿后的RGB新的曝光量；

步骤35：根据RGB新的曝光量求新的RGB值。

如上的一种基于三维降噪的视频序列自适应宽动态调整方法，其中，该步骤31计算各通道的曝光量的方法为：

根据RGB值和关系曲线得到RGB三个通道的曝光量Exp_R，Exp_G和Exp_B：

Exp_R＝pix_exp_map[R]

Exp_G＝pix_exp_map[G]。

Exp_B＝pix_exp_map[B]

如上的一种基于三维降噪的视频序列自适应宽动态调整方法，其中，该步骤32根据每个点的RGB值计算出相应的亮度分量的方法为：

Y＝0.299*R+0.587*G+0.114*B。